题目
在折射率n1=1.52的镜头表面涂有一层折射率n2=1.38的MgF2增透膜,如果此膜适用于波长λ=550nm的光,膜的厚度应是多少?.
在折射率n1=1.52的镜头表面涂有一层折射率n2=1.38的MgF2增透膜,如果此膜适用于波长λ=550nm的光,膜的厚度应是多少?
.题目解答
答案
99.6nm.
.解析
增透膜的工作原理是通过光的干涉现象减少反射光,使反射光大部分抵消。本题中,光线需经过两次反射:第一次在空气与MgF₂界面,第二次在MgF₂与镜头界面。由于两次反射均是从低折射率到高折射率介质,因此各产生相位突变π,总相位突变为2π(等效于无突变)。此时,光程差需满足半波长的奇数倍,即:
$2d n_2 = \left(m+\frac{1}{2}\right)\lambda$
取最小正整数解($m=0$),得膜厚公式:
$d = \frac{\lambda}{4n_2}$
步骤1:确定干涉条件
- 两次反射相位突变总和:$2\pi$(等效于无突变)。
- 光程差条件:反射光需相位差为$\pi$,即光程差为$\lambda/2$的奇数倍。
步骤2:建立方程
根据光程差公式:
$2d n_2 = \frac{\lambda}{2}$
步骤3:代入数据求解
将$\lambda=550\ \text{nm}$,$n_2=1.38$代入:
$d = \frac{\lambda}{4n_2} = \frac{550}{4 \times 1.38} \approx 99.6\ \text{nm}$